JPH0747695B2 - 選択的位置にベンゾ置換した可溶性フタロシアニン錯体の製造方法 - Google Patents

選択的位置にベンゾ置換した可溶性フタロシアニン錯体の製造方法

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JPH0747695B2
JPH0747695B2 JP2223627A JP22362790A JPH0747695B2 JP H0747695 B2 JPH0747695 B2 JP H0747695B2 JP 2223627 A JP2223627 A JP 2223627A JP 22362790 A JP22362790 A JP 22362790A JP H0747695 B2 JPH0747695 B2 JP H0747695B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、700nmないし800nmに吸収極大を有する可溶
性ベンゾ置換フタロシアニン錯体の製造方法に関する。
〔従来の技術〕
従来、フタロシアニン金属錯体およびそのベンゾ四置換
体であるナフタロシアニンの金属錯体は、電子写真の感
光体として用いられている。しかしながら、この感光体
の特性の再現に必要な錯体の配向制御は、十分満足する
ものが得られていない。また、薄膜の形成または微細パ
ターンの形成にこれらの錯体を用いるコンパクトディス
ク、回路形成法等の研究もなされているが、やはり配向
制御が困難であることが問題となっている。
これらの問題点は、フタロシアニンおよびナフタロシア
ニンの金属錯体が有する特性に起因している。一般に、
フタロシアニン錯体は分子間相互作用が大きい。このた
め、有機溶媒に対して難溶性であり、数種の結晶多形を
有し、さらに物理学的および化学的性質の制御が困難で
ある。また、1個のベンゼン環にそれぞれ等しくベンゾ
置換した構造を有するナフタロシアニンの金属錯体も、
フタロシアニン金属錯体と同様に、有機溶媒に対して難
溶性である。ナフタロシアニン金属錯体も会合し易く、
そのため結晶多形を生じやすい。
このような特性は、フタロシアニンおよびナフタロシア
ニン分子が4回軸対称性であることによる。したがっ
て、この対称性を崩すことによって上記特性を失わせ、
有機溶媒に対して可溶性にすることができる。ナフタロ
シアニン骨格を非対称形にすることによって有機溶媒に
対する溶解度が上昇することは、特願昭63−208568号に
開示されている。
従来行われているナフタロシアニンの製造方法として
は、特開昭第60−23451号公報、特開昭第60−184565号
公報、特開昭第61−215663号公報、特開昭第61−186384
号公報、特開昭第63−91290号公報等に開示された方法
を挙げることができる。しかしながら、これはいずれも
等価に置換基を有するか、または置換基を持たないナフ
タロシアニン化合物の製造方法である。
〔発明が解決しようとする課題〕
ナフタレン環を含むナフタロシアニン類の研究は、1934
にアール・ピー・リンステッドらによって報告された論
文が最初のものである。この論文において、リンステッ
ドらは、1,2−ジシアノナフタレンを金属塩と共融する
ことにより第1a図ないし第1e図に示されるプロペラ状の
各種ナフタロシアニンが得られるはずであると記載して
いる。ここで、第1b図ないし第1e図は、それぞれ対応す
るナフタロシアニンの構造を模式的に示したものであ
る。しかしながら、論文の発表当時は液体クロマトグラ
フィー等の精度の高い分離技術がなかったため実際には
分離に成功してはおらず、これらの異性体の存在を予想
するに留まっている。このような各種異性体の混合物
は、配向膜の形成、微細パターンの形成、結晶多形の制
御等に使用することはできない。
また、スルホン化ナフタロシアニンのアルミニウム(II
I)および亜鉛(II)錯体もディー・フィリップスらに
よって報告されている(J.Photochem.Phtobiol.、45
巻、1号、187頁(1986年))。しかし、これらの錯体
の水溶液柱で極めて不安定である。
金属錯体以外では、第2図に示すナフタロシアニンケイ
素(IV)錯体の合成、電気化学的特性および化学発光現
像がエム・イー・ケニーらによって報告されている(J.
Amer.Chem.Soc.、106巻、24号、7404頁(1984年)およ
びJ.Amer.Chem.Soc.、111巻、6号、2362頁(1989
年))。このナフタロシアニンケイ素(IV)錯体では、
3個のケイ素がシロキサン結合を介して結合し、その両
端のケイ素にそれぞれ3個のn−C3H13基が結合して軸
配位子を形成している。この錯体は、その特異な構造に
よりベンゼンを可溶であり、化学的に安定であることが
示されている。金属錯体においても、銅(II)、鉄(I
I)、鉄(III)、コバルト(III)、ニッケル(II)イ
オン等は比較的軸配位性が強いことが知られている。す
なわち、これらのイオンを中心金属イオンとすることに
より、比較的容易に軸配位したナフタロシアニン等のベ
ンゾ置換フタロシアニン錯体を得ることができる。しか
しながら、軸配位がおきると、その配位子がナフタロシ
アニン等のエンゾ置換フタロシアニン環の相互のスタッ
キングを妨害するため、これらの錯体の配向制御、配向
薄膜形成、結晶多形制御にとっては好ましいものではな
い。
さらに、応用の面から見ると色素の吸収極大は750nm付
近にあることが好ましいが、従来のフタロシアニン錯体
の吸収極大は650nm近辺にあり、若干短すぎる。
したがって、この発明は、通常の有機溶媒に対して可溶
であって配向制御が容易であり、かつ吸収極大が700な
いし800nmにある、選択的位置にベンゾ置換したフタロ
シアニン錯体の製造方法を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らは、上記事情に鑑み鋭意研究の結果、1,2−
ジシアノナフタレンもしくは2,3−ジシアノナフタレン
およびフタロニトリルを混合し、酢酸亜鉛(II)もしく
は酢酸マグネシウム(II)の存在下において加熱するこ
とにより、上記目的が達成されることを見出した。
この発明の方法においては、1,2−ジシアノナフタレン
もしくは2,3−ジシアノナフタレンとフタロニトリルと
の混合比は、1,2−ジシアノナフタレンもしくは2,3−ジ
シアノナフタレン1モル部に対してフタロニトリル15な
いし25モル部であることが好ましく、特には19モル部で
あることが好ましい。この混合比が15モル部未満または
25モル部をこえる場合には、目的とするフタロシアニン
錯体以外の化合物の生成が起こり易くなる。
また、上記1,2−ジシアノナフタレンもしくは2,3−ジシ
アノナフタレンとフタロニトリルとの反応は、200℃な
いし300℃の温度で行なうことが好ましく、特には250℃
であることが好ましい。
この発明の方法においては、上記化合物以外に、必要に
応じて各種の添加物をさらに添加することもできる。そ
のような添加剤としては、ヒドロキノン等の酸化防止剤
を挙げることができる。
上記反応が終了した後、目的とするフタロシアニン錯体
の分離、精製を行なう。このフタロシアニン錯体の分
離、精製は、通常、クロマトグラフィ等により行なわれ
るが、特には、移動相として2成分系の液体を直線グラ
ジエントの条件で用いる逆相系液体クロマトグラフィが
好ましい。また、この逆相系液体クロマトグラフィにお
いて用られるカラムとしては、オクタデシルシランを充
填したカラム(ODSカラム)が好ましい。
この発明の製造方法によって得られたベンゾ置換フタロ
シアニン錯体は、通常の溶媒に可溶であり、かつ光吸収
極大が長波長側にシフトしている。したがって、光およ
び電気特性が関与する技術分野に広く応用されるものと
期待される。このような技術分野としては、電子写真材
料、ディスクコーティング材料、微細光加工用材料、有
機高機能薄膜材料、電極用材料等を挙げることができ
る。
〔作用〕
本発明者らは、この発明において、フタロシアニン環の
所定の位置にベンゾ置換したフタロシアニン錯体の製造
方法を確立した。すなわち、この発明によると、フタロ
シアニン環の1または2の所定の位置をベンゾ置換する
ことが可能になる。この発明においては、フタロシアニ
ン環の所定の位置をベンゾ置換してフタロシアニン環の
対称性を低下させる。これにより、フタロシアニン環間
の会合特性が著しく減少し、難溶性であったフタロシア
ニン錯体の、テトラヒドロフラン、アセトン、アセトニ
トリル等の有機溶媒への溶解性が増大する。また、同様
にして、配向制御が困難であったフタロシアニン錯体
の、磁場、電場、界面等を用いた配向制御が可能となっ
た。
〔実施例〕
以下、実施例を参照して、この発明をさらに詳細に説明
する。
実施例1 1,2−ジシアノナフタレンまたは2,3−ジシアノナフタレ
ン0.10g(0.00056モル)、およびフタロニトリル1.37g
(0.0107モル)(モル比19.01:1)を試験管に入れ、さ
らに酢酸亜鉛二水化物0.17g(0.0033モル)およびヒド
ロキノン0.32g(0.0029モル)を試験管に添加した。次
に、この試験管を270℃に設定したメタルバスに数分間
浸し、内容物を完全に固化させた。その後、得られた反
応生成物をメノウ乳鉢中で細かく粉砕してテトラヒドロ
フラン1000mlに添加し、できる限り溶解させた。この溶
液をメンブランフィルター(0.45μm)でろ過し、ろ液
を塩基性アルミナを充填したカラム(長さ10cm、内径2.
5cm)に通すことにより不純物をカラムに吸着させて除
去した。得られたろ液を再びメンブランフィルターでろ
過した後、ロータリーエバポレータで濃縮した体積を10
0mlとした。その後、数時間放置することにより、緑色
の結晶を得た。
得られた結晶の元素分析の結果は以下の通りである。
元素分析値:C 69.06%、H 3.06%、 N 17.30% ケイ酸値:C 68.85%、H 2.89%、 N 17.84% この実施例においては、テトラヒドロフラン可溶部の約
84%が目的とする2,3−ベンゾフタロシアニン亜鉛(I
I)であった。その構造式を以下に示す。
A,2,3−ベンゾフタロシアニン亜鉛(II) 上記式において、左辺は正式の構造式を示し、右辺はそ
の構造式を略して示すものである。
実施例2 1,2−ジシアノナフタレンまたは2,3−ジシアノナフタレ
ン1.00g(0.0056モル)、フタロニトリル0.72g(0.0056
モル)、酢酸亜鉛二水化物0.68g(0.0031モル)および
ヒドロキノン0.31g(0.0028モル)の混合物を、実施例
1と同様にして270℃で数分間反応させた。反応後、得
られた反応生成物をメノウ乳鉢中で細かく粉砕してテト
ラヒドロフラン400に添加し、できる限り溶解させた。
各種ベンゾ置換フタロシアニンは、2,3−ベンゾフタロ
シアニンの存在下で著しくテトラヒドロフランに溶解し
易くなっている。次に、このテトラヒドロフラン溶液で
実施例1と同様にしてメンブランフィルターでろ過し、
次いでろ液を塩基性アルミナを充填したカラム(長さ10
cm、内径2.5cm)に通して不純物を吸着させて除去し
た。得られたろ液を再びメンブランフィルターでろ過し
た後、ロータリーエバポレータで体積が100mlとなるま
で濃縮し、数時間冷蔵庫内に放置して青緑色の結晶を得
た。
このようにして得られた結晶をメンブランフィルターを
用いて集め、少量のテトラヒドロフランに溶解した後、
クロマトグラフィを行なって各ベンゾフタロシアニン錯
体を分離した。250nm、340nmおよび670nmの三波長で測
定したクロマトグラムを第3図に示す。この際、カラム
としては逆相系ODSカラム(Finepak SIL C18T−5)を
用い、移動層としてはテトラヒドロフラン/水を体積比
50:50から100:0の直線グラジエントの条件で用いた。
各フラクションから、再結晶することにより、以下に示
す各フタロシアニン錯体を精製した。
A.2,3−ベンゾフタロシアニン亜鉛(II) B.フタロシアニン亜鉛(II) C.2,3:7,8−ジベンゾフタロシアニン亜鉛(II) D.2,3:12,13−ジベンゾフタロシアニン亜鉛(II) E.2,3:7,8:12,13−トリベンゾフタロシアニン亜鉛(I
I) F.2,3:7,8:12,13:17,18−テトラベンゾフタロシアニン
亜鉛(II) G.1,2−ベンゾフタロシアニン亜鉛(II) H.1,2:7,8:12,13:17,18−テトラベンゾフタロシアニン
亜鉛(II) 上記各式において、左辺は正式の構造式を示し、右辺は
その構造式を略して示すものである。
上記C、D、E、およびFで表わされるベンゾフタロシ
アニン錯体の元素分析を行なった。その結果を以下に示
す。
C.2,3:7,8−ジベンゾフタロシアニン亜鉛(II) 元素分析値:C 69.96%、H 3.05%、 N 15.89% 計算値:C 70.86%、H 2.97%、 N 16.53% D.2,3:12,13−ジベンゾフタロシアニン亜鉛(II) 元素分析値:C 69.96%、H 3.32%、 N 15.65% 計算値:C 70.86%、H 2.97%、 N 16.53% E.2,3:7,8:12,13−トリベンゾフタロシアニン亜鉛(I
I) 元素分析値:C 73.50%、H 3.16%、 N 15.33% 計算値:C 72.58%、H 3.05%、 N 15.39% F.2,3:7,8:12,13:17,18−テトラベンゾフタロシアニン
亜鉛(II) 元素分析値:C 72.61%、H 3.15%、 N 13.82% 計算値:C 74.09%、H 3.11%、 N 14.40% 上記AないしHで表わされる各ベンゾフタロシアニン亜
鉛(II)錯体の電子吸収スペクトルを第4図に示す。第
4図には、各スペクトル曲線を示すベンゾフタロシアニ
ン亜鉛(II)錯体の構造を併せて示した。第4図から明
らかなように、フタロシアニン亜鉛(II)に見られる67
0nm付近の吸収帯が、置換されたベンゼン環の数の増加
に従って長波長側にシフトしている。
さらに、上記AないしHで表わされる各ベンゾフタロシ
アニン亜鉛(II)錯体のプロトン核磁気共鳴スペクトル
の測定結果を第5図に示す。第5図には、各スペクトル
曲線を示すベンゾフタロシアニン亜鉛(II)錯体の構造
を併せて示した。また、第5図のスペクトル曲線の各ピ
ークに付した符号は、そのピークが図の左側の構造式に
同じ符号で示す位置のプロトンのピークであることを示
している。第5図は、上記のベンゾフタロシアニン亜鉛
(II)錯体が充分に分離・精製されていることを示すと
共に、各スペクトルがそれぞれ目的の錯体であることを
明らかにしている。
この発明の製造方法によって得られた各ベンゾフタロシ
アニン亜鉛(II)錯体のうち、2,3:12,13−ジベンゾフ
タロシアニン亜鉛(II)錯体は、波長700nm近傍に分裂
した幅広い2本の吸収帯を持ち、かつ高い分極特性を有
するので、非線形光学材料として有望である。
〔発明の効果〕 以上のように、この発明の方法によると、通常の有機溶
媒に対して可溶であって配向制御が容易であり、かつ吸
収極大が700ないし800nmにある、選択的位置にベンゾ置
換したフタロシアニン錯体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1a図は、従来報告されている、ナフタレン環を含むフ
タロシアニンの構造を示す図、 第1b図ないし第1e図は、従来報告されている、他のナフ
タレン環を含むフタロシアニンの構造を模式的に示す図 第2図は、従来報告されているナフタロシアニンケイ素
(IV)錯体の構造を示す図、 第3図は、この発明の一実施例に従って生成した種々の
ベンゾフタロシアニン錯体の混合物のクロマトグラム、 第4図は、第3図にクロマトグラムを示す混合物から分
離された各ベンゾフタロシアニン錯体の吸収スペクトル
を示す図、 第5図は、第3図にクロマトグラムを示す混合物から分
離された各ベンゾフタロシアニン錯体の各磁気共鳴スペ
クトルを示す図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】1,2−ジシアノナフタレンまたは2,3−ジシ
    アノナフタレンとフタロニトリルとを、酢酸亜鉛(II)
    の存在下で加熱してベンゾ置換フタロシアニン錯体を生
    成する工程と、 当該ベンゾ置換フタロシアニン錯体を逆相系液体クロマ
    トグラフィを用いて分離・精製する工程と、 を具備するベンゾ置換フタロシアニン錯体の製造方法。
  2. 【請求項2】フタロニトリルの用量が1,2−ジシアノナ
    フタレンまたは2,3−ジシアノナフタレン1モル部に対
    して15ないし25モル部であり、加熱を200℃ないし300℃
    で行なう請求項1記載のベンゾ置換フタロシアニンの製
    造方法。
JP2223627A 1990-08-24 1990-08-24 選択的位置にベンゾ置換した可溶性フタロシアニン錯体の製造方法 Expired - Lifetime JPH0747695B2 (ja)

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